冲压工艺学(全套课件224P)

因为板料变形时，厚度方向应力与其它两个方向应力相比很小或为 零，即 ，故通常按平面应力状态（两向应力状态）处理，平面 应力状态的分析比三向应力问题要简单一些。 为了研究方便，把板料平面内相互垂直的两个应力看作主应力，二 者即为使毛坯变形区产生塑性变形的应力。
第二章 冲压变形基础
2.应变
冲压过程中，毛坯的形状和尺寸都发生变化，变化的大 小可用应变表示。线应变与切应变。 1）相对应变 相对应变为变形长度与原始长度之比
冲压设备
冲压零件 冲压模具
工艺条件
第一章 概述
2. 应用
冷冲压广泛用于汽车、电机、电器、仪表及日常生 活用品中，在国防工业中占有重要地位。 冲压件比例： 精密机械中80－85％； 仪器、仪表、电机60－70％ 汽车60－75%； 自行车、缝纫机、手表80％；
电视机、收录机、摄像机90％
第一章 概述
面临的挑战：
（1）产品集约化生产、个性化发展、节能性与环保性要求，将促使冲压行 业出现新一轮的技术革新和改造； （2）仿真技术的发展和应用是冲压发展必须借助的手段； （3）自动化和灵活性要求是冲压发展必须考虑的因素； （4）复合材料应用将推动冲压向前进步； （5）新工艺的出现带动行业进步，这些新工艺是：
第二章 冲压变形基础
2.1 冲压变形中的应力与变形特点
冲压过程中，板料毛坯的塑性变形，都是 模具对毛坯施加的外力所引起的内力或内力直 接作用的结果作用的结果。一定的力的作用方 式和力的大小都对应着一定的变形。因此，为 了研究和分析金属的塑性变形过程，首先必须 了解毛坯内的作用力与塑性变形间的关系。
第二章 冲压变形基础
3.应力应变关系
弹性变形时，应力应变关系遵循虎克定律 。 塑性变形区受单向应力作用时，应力应变关系可用硬化曲 线或硬化曲线数学表达式表示。 塑性变形区受二向以上的应力作用的复杂应力状态，应力 应变关系可用全量理论或增量理论表示。 全量理论
或
第二章 冲压变形基础
增量理论
或
式中
为平均应力，又称产品
第一章 概述
冲压件—家用产品
第一章 概述
冲压件—军工用品
第一章 概述
冲压件—其它工业产品
第一章 概述
3. 特点
应用范围广
金属材料－非金属材料（胶木、有机玻璃、纸板、皮革 …) 仪表零件（百分之几克）－汽车覆盖件、飞机蒙皮、锅炉封头
生产率高、材料利用率高
一般可达几－几十件/分，高速冲床几百－几千件/分； 一般不需加热；材料利用率可达70－85％以上。
成形工序：
冲压毛坯在不破坏的情况下发生塑性变形，并转化成所 要求的成品形状。同时，应满足尺寸精度方面的要求，如弯 曲、拉深、胀形、翻边、扩口、缩口、拉弯及旋压等。
第一章 概述
分离工序
第一章 概述
成形工序
第一章 概述
5. 冲压技术的现状与发展
现状：
我国是冲压加工的大国（2004年，仅汽车、冰箱和空调的冲压件消耗 的钢材就超过七百万吨，占全国消耗钢材的1/10以上，占全国冷轧板材的 70％，可见我国的冲压有很大的市场需求和商机，发展前景广阔），冲压 产能有很大发展，但冲压行业的基础仍然薄弱，仍以传统型为主，国际竞 争力不足。主要表现在： （1）工艺原始创新能力不足； （2）轿车覆盖件冲压模具设计等关键代表性技术的自主开发能力薄弱； （3）材料和能源利用率偏低，耗材耗能较严重； （4）冲压企业集中度不足、设备陈旧、数字化水平低等。
产品质量稳定
加工精度高，互换性好， 一般不需进一步加工。
便于操作、易于实现机械化、自动化 缺点
模具要求高、制造复杂、周期长、制造费昂贵，因而在小批量生产中 受到限制。生产中有噪音。
第一章 概述
4. 工序分类
分离工序：
冲压件与板料沿一定轮廓线相互分离，同时冲压件分 离断面也要满足一定要求。如落料、冲孔、裁剪、切边、 剖切等。
A、复合材料成形工艺；
B、多种厚度激光拼焊板坯的冲压技术； C、内高压胀管技术；
D、轻合金成形技术；
E、数字化成形技术。
第一章 概述
发展出路和特征：
加强基础、提升技术和强化创新
（1）突出“精、省和净”； （2）冲压成形更加“科学化、数字化和可控化”； （3）冲压成形可以实现全过程控制； （4）产品从设计开始即进入控制，考虑工艺； （5）冲压生产的灵活性和柔性； （6）复合技术的应用。
第二章 冲压变形基础
1.应力
若 P是表示作用在物体某一微元面积 F上的内力，则 应力S是内力 p与面积 F（当F趋于零时）比值的极限：
全应力 S 可分解为三个应力：
一个正应力（与平面垂直）+两个剪切力（与平面相切）
第二章 冲压变形基础
毛坯内的每一个点的应力状态可由九个应力分量确定:
x xy xz yx y yz zx zy z
由于剪应力是互等的，即：
所以只需六个应力分量即可确定一点的应力状态。
第二章 冲压变形基础
总可以找到三个互相垂直的平面，其上仅有正应力而无 剪应力，这三个应力叫主应力。在冲压变形中，用主应力来 表示应力状态很方便，一般取其变形坯料的经向（径向）、 板厚方向及纬向（切向、周向）作主轴方向，常用 来表示主应力状态。 应力状态的简化:
冲压工艺学
目录
第一章 概述
第二章 冲压变形基础
第三章 冲裁 第四章 弯曲 第五章 胀形 第六章 直壁形状零件的拉深
第七章 曲面形状零件的拉深
第八章 翻边
第一章 概述
1. 定义
冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对板料
施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件 的一种压力加工方法。又称为冷冲压或板料冲压。
这种变形表示方法没有考虑材料的变形是一个逐渐积累 的过程，因此其计算结果与实际情况比较是有误差的，且变 形量越大，误差越大，因此只能用于小变形中。（<10%）
第二章 冲压变形基础
2）真实应变（对数应变） 真实应变为为变形后长度与变形前长度之比取对数
3）相对应变与真实应变关系
真实应变能反映变形的连续过程，而相对应变只与变形的 始末尺寸有关，不反映变形的连续过程。举例说明。
第二章 冲压变形基础